Номер 5, страница 102 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Углерод проявляет восстановительные свойства в реакции, уравнение которой

1) $C + 2H_2 = CH_4$

2) $C + Si = SiC$

3) $2C + Ca = CaC_2$

4) $C + CuO = Cu + CO$

Решение

Восстановитель — это атом, молекула или ион, который в ходе окислительно-восстановительной реакции отдает электроны, при этом его степень окисления повышается. Чтобы определить, в какой из реакций углерод является восстановителем, необходимо проанализировать изменение его степени окисления в каждом из предложенных уравнений. Степень окисления углерода в виде простого вещества ($C$) всегда равна 0.

1) $C + 2H_2 = CH_4$

В данной реакции степень окисления углерода как простого вещества равна 0. В продукте реакции, метане ($CH_4$), углерод является более электроотрицательным элементом, чем водород. Степень окисления водорода в соединениях с неметаллами равна +1. Следовательно, степень окисления углерода в $CH_4$ равна -4. Происходит изменение степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{-4}$. Степень окисления понизилась, значит, углерод принял электроны и является окислителем.

2) $C + Si = SiC$

В этой реакции степень окисления углерода равна 0. В карбиде кремния ($SiC$) углерод более электроотрицателен, чем кремний, поэтому он принимает отрицательную степень окисления, равную -4. Происходит изменение степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{-4}$. Степень окисления понизилась, значит, углерод является окислителем.

3) $2C + Ca = CaC_2$

В этой реакции степень окисления углерода равна 0. В карбиде кальция ($CaC_2$) кальций, как металл второй группы, имеет постоянную степень окисления +2. Тогда суммарная степень окисления двух атомов углерода равна -2, а степень окисления каждого атома углерода равна -1. Происходит изменение степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{-1}$. Степень окисления понизилась, следовательно, углерод является окислителем.

4) $C + CuO = Cu + CO$

В этой реакции степень окисления углерода равна 0. В оксиде меди(II) ($CuO$) степень окисления меди +2, а кислорода -2. В продуктах реакции медь ($Cu$) — простое вещество, ее степень окисления 0. В угарном газе ($CO$) степень окисления кислорода -2, следовательно, степень окисления углерода +2. Происходит изменение степени окисления углерода: $C^0 \rightarrow C^{+2}$. Степень окисления повысилась, значит, углерод отдал электроны и является восстановителем. (Медь, в свою очередь, понизила степень окисления с +2 до 0, то есть восстановилась).

Таким образом, углерод проявляет восстановительные свойства в реакции под номером 4.

Ответ: 4